软饮料加工工艺课件.ppt
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1、软饮料加工工艺1第1页,此课件共59页哦第一节第一节 软饮料的分类及水处理软饮料的分类及水处理1 软饮料的概念及分类软饮料的概念及分类概念:乙醇含量在概念:乙醇含量在0.5%以下的饮品以下的饮品分类(以使用原料分类(以使用原料 产品形态及作用分):产品形态及作用分):碳酸饮料碳酸饮料 瓶装饮用水瓶装饮用水果汁(浆)及果汁饮料果汁(浆)及果汁饮料 茶饮料茶饮料蔬菜汁饮料蔬菜汁饮料 固体饮料固体饮料含乳饮料含乳饮料 特殊用途饮料特殊用途饮料植物蛋白饮料植物蛋白饮料 其他饮料其他饮料 2第2页,此课件共59页哦2 饮料用水及处理方法饮料用水及处理方法GB5749-2006生活饮用水卫生标准生活饮用水
2、卫生标准GB/T10791-1989软饮料原辅材料的要求软饮料原辅材料的要求 3第3页,此课件共59页哦n水中的污染水中的污染n 粒子粒子n 可溶性无机物:可溶性无机物:Ca、Mg、Si,CO2、N、P等等n 可溶性有机物:如除草剂、杀虫剂、气溶胶、可溶性有机物:如除草剂、杀虫剂、气溶胶、动植物动植物组织腐蚀物组织腐蚀物n 微生物微生物n水的水的硬度硬度:水中存在的金属离子沉淀肥皂的能力,一般:水中存在的金属离子沉淀肥皂的能力,一般指水中指水中Ca2+、Mg2+盐类的含量。盐类的含量。通用单位通用单位mmol/L4第4页,此课件共59页哦n总硬度总硬度 碳酸盐硬度碳酸盐硬度(暂时硬度)(暂时硬
3、度):Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、CaCO3、MgCO3 非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度(永久硬度):(永久硬度):CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等等n水的硬度一般分类(水的硬度一般分类(mmol/L)很软水很软水 01.4265软水软水 1.42652.8530中等硬水中等硬水 2.85305.7061硬水硬水 5.706110.6989很硬水很硬水 10.69895第5页,此课件共59页哦n水的碱度水的碱度取决于天然水中能与取决于天然水中能与H+结合的结合的OH-、CO3-和和HCO3-的含量。的含量。天然水中通常仅存在天然水中通常
4、仅存在HCO3-。n水处理技术水处理技术 -混凝沉淀混凝沉淀 -过滤过滤 -石灰软化石灰软化 -电渗析电渗析 -反渗透、超滤反渗透、超滤 -离子交换离子交换软化软化6第6页,此课件共59页哦2.1 混凝和过滤混凝和过滤2.1.1 混凝混凝目的:目的:添加混凝剂,中和胶体颗粒表面的电荷,添加混凝剂,中和胶体颗粒表面的电荷,破坏胶体稳定性,促使小颗粒互相聚合成大颗粒破坏胶体稳定性,促使小颗粒互相聚合成大颗粒而下沉。而下沉。水处理中常用的混凝剂水处理中常用的混凝剂 铝盐铝盐和和铁盐铁盐 关键物质:关键物质:Al(OH)3 Fe(OH)3n明矾明矾 KAl(SO4)224H2O 用量:用量:0.001
5、%0.02%n硫酸铝硫酸铝 Al2(SO4)318H2O 要求要求pH近中性近中性 有效剂量:有效剂量:20100mg/L7第7页,此课件共59页哦n聚合氯化铝(聚合氯化铝(PAC)效果好效果好 用量:用量:0.005%0.01%n铁盐(铁盐(FeSO47H2O 最常用最常用 Fe2(SO4)3、FeCL3)FeSO4+Ca(HCO3)2Fe(OH)2+CaSO4+2CO24Fe(OH)2+2HO+O 4Fe(OH)3Fe2(SO4)3+3Ca(HCO3)22Fe(OH)3+3CaSO4+6CO2Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2On助滤剂助滤剂 活性硅酸、海藻酸钠、活性硅酸、海藻酸钠、
6、CMC、粘土以及化学合成的高分子助凝剂包括聚丙烯胺、粘土以及化学合成的高分子助凝剂包括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺(PMA)、聚丙烯等)、聚丙烯等 8第8页,此课件共59页哦2.1.2 过滤过滤 砂滤砂滤原理:原水通过粒状(滤料)介质层时,其中一些悬原理:原水通过粒状(滤料)介质层时,其中一些悬浮物和胶体物被截留在孔隙中或介质表面。过滤过浮物和胶体物被截留在孔隙中或介质表面。过滤过程是程是阻力截留阻力截留、重力沉降重力沉降和和接触凝聚接触凝聚的综合。的综合。过滤工艺过程:过滤与冲洗过滤工艺过程:过滤与冲洗 其他过滤器其他过滤器n砂滤棒过滤器砂滤棒过滤器 适用于较好水质适用于较好水质n微孔膜
7、过滤器微孔膜过滤器(高分子材料的滤膜)(高分子材料的滤膜)n活性碳过滤器活性碳过滤器 化学吸附去除氯,有机吸附去除可溶性化学吸附去除氯,有机吸附去除可溶性有机物有机物9第9页,此课件共59页哦10第10页,此课件共59页哦n传统单一滤料传统单一滤料n双层或多层滤料双层或多层滤料n理想级配滤理想级配滤11第11页,此课件共59页哦12第12页,此课件共59页哦2.2 石灰软化石灰软化2.3 电渗析电渗析2.3.1 原理:原理:通过具有通过具有选择透性选择透性和和良好导电性良好导电性的的离子交换膜,在外加直流电场作用下,根据异性相离子交换膜,在外加直流电场作用下,根据异性相吸、同性相斥原理,使原水
8、中的离子分别透过阴离吸、同性相斥原理,使原水中的离子分别透过阴离子和阳子和阳离子交换膜离子交换膜,从而降低水中溶解的固形物,达,从而降低水中溶解的固形物,达到净化的目的。到净化的目的。常用于海水和咸水淡化。常用于海水和咸水淡化。2.3.2 结垢与去垢方法结垢与去垢方法n倒换电极倒换电极 38hn定期酸洗定期酸洗 浓度浓度1%2%HCl/23hpH34n碱洗碱洗 有机杂质污染阴膜有机杂质污染阴膜 0.1mol/L NaOH13第13页,此课件共59页哦14第14页,此课件共59页哦2.4 反渗透反渗透2.4.1 渗透与反渗透渗透与反渗透 渗透是水通过一个半透膜从低浓度流向高浓度一渗透是水通过一个
9、半透膜从低浓度流向高浓度一侧。反渗透是对高浓度溶液提供比渗透压差大的侧。反渗透是对高浓度溶液提供比渗透压差大的压力,使水分子被迫通过半透膜到低浓度一侧。压力,使水分子被迫通过半透膜到低浓度一侧。15第15页,此课件共59页哦2.4.2 反渗透与超滤反渗透与超滤 反渗透(反渗透(RO)、纳滤()、纳滤(NF)、超滤()、超滤(UF)和微滤(和微滤(MF)都是以压力差为推动力的)都是以压力差为推动力的膜分膜分离离过程,它们没有本质区别,只是渗透膜的孔径过程,它们没有本质区别,只是渗透膜的孔径大小不同,截留物质的相对分子量不同。大小不同,截留物质的相对分子量不同。16第16页,此课件共59页哦17第
10、17页,此课件共59页哦18第18页,此课件共59页哦2.4.3 反渗透膜反渗透膜膜的种类:膜的种类:n醋酸纤维素膜(醋酸纤维素膜(CA膜)膜)n芳香聚酰胺膜芳香聚酰胺膜n高分子电解质膜高分子电解质膜n无机质膜及其他无机质膜及其他19第19页,此课件共59页哦膜的主要参数膜的主要参数 透水率透水率 单位时间通过膜面积的水的体积流量,单位:单位时间通过膜面积的水的体积流量,单位:cm3/(cm2.s),最常用,最常用cm3/(cm2.h)透盐率透盐率 盐通过膜的速率,与压力无关。透盐率小盐通过膜的速率,与压力无关。透盐率小好。好。评价膜分离性能最常用的指标是评价膜分离性能最常用的指标是脱盐率脱盐
11、率,其含义与,其含义与透盐率相反(溶质截留百分率)。透盐率相反(溶质截留百分率)。抗压实性抗压实性 操作压力和温度引起,造成透水率不操作压力和温度引起,造成透水率不断下降。断下降。压实系数压实系数m越小越好,反渗透膜要求越小越好,反渗透膜要求m 0.03。20第20页,此课件共59页哦2.5 离子交换离子交换离子交换剂主要有:离子交换剂主要有:n矿物质离子交换剂矿物质离子交换剂n碳质离子交换剂碳质离子交换剂n有机合成离子交换树脂有机合成离子交换树脂2.5.1 离子交换树脂软化水的原理离子交换树脂软化水的原理RSO3-H+Na+RSO3Na+H+R N+OH-+Cl-R NCl+OH-2.5.2
12、 离子交换树脂的分类与性能离子交换树脂的分类与性能n分类:分类:强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性等强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性等21第21页,此课件共59页哦n性能性能:密度、含水率、溶胀性、机械强度、耐热性、密度、含水率、溶胀性、机械强度、耐热性、酸性、碱性、选择性和交换容量。酸性、碱性、选择性和交换容量。n离子交换树脂的选择原则离子交换树脂的选择原则n 选择大容量、高强度树脂选择大容量、高强度树脂 同类型树脂中,弱型同类型树脂中,弱型比强型的交换容量大,但机械强度差比强型的交换容量大,但机械强度差n 根据原水中需除去离子的种类选择根据原水中需除去离子的种类选择 吸附性较强的离子(吸附性较强
13、的离子(Ca2+、Mg2+),选用弱酸),选用弱酸性或弱碱性树脂性或弱碱性树脂 吸附性较弱的离子吸附性较弱的离子(K+、Na+、HCO3-、HSiO3-),选用强酸性或强碱性树脂选用强酸性或强碱性树脂22第22页,此课件共59页哦2.5.3 离子交换水处理装置离子交换水处理装置 单级离子交换器(单床)单级离子交换器(单床)多级(多床)多级(多床)固定床固定床 复合(复床)复合(复床)混合(混合床)混合(混合床)双层(双层床)双层(双层床)移动床移动床 流动床流动床连续床连续床 23第23页,此课件共59页哦24第24页,此课件共59页哦2.5.4 离子交换树脂的处理、转型及再生离子交换树脂的处
14、理、转型及再生(1)新树脂的处理及转型)新树脂的处理及转型n 阳树脂由阳树脂由Na型型H型(水浸泡型(水浸泡等量等量7%HCl浸泡浸泡1h水洗至水洗至pH34等量等量8%NaOH浸泡浸泡1h水洗至水洗至pH8935倍倍7%HCl浸泡浸泡2h)n 阴树脂由阴树脂由Cl型型 OH型型(2)离子交换树脂的再生)离子交换树脂的再生老化树脂再生机理:水处理的逆反应老化树脂再生机理:水处理的逆反应阳树脂:反冲阳树脂:反冲树脂质量树脂质量23倍的倍的5%7%HCl去离子水洗至去离子水洗至pH3.04.0阴树脂:反冲阴树脂:反冲树脂质量树脂质量23倍的倍的5%8%NaOH 去离子水洗至去离子水洗至pH8.09
15、.0再生液适当加温(再生液适当加温(50)效果更好。效果更好。25第25页,此课件共59页哦2.6 水的消毒水的消毒常用的消毒方法常用的消毒方法氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒n氯消毒氯消毒 利用利用次氯酸次氯酸(HOCl)的强氧化作用的强氧化作用破坏破坏微生物的酶系统。微生物的酶系统。n常用的氯消毒剂:氯胺、漂白粉、次氯酸钠常用的氯消毒剂:氯胺、漂白粉、次氯酸钠 Cl2+H2O=HOCl+H+Cl-HOCl =H+OCl-26第26页,此课件共59页哦n紫外线消毒紫外线消毒 利用营养细胞中的蛋白质和核酸吸收紫利用营养细胞中的蛋白质和核酸吸收紫外光谱的能量,外光谱的能量
16、,导致蛋白变性导致蛋白变性,使微生物死亡。波长,使微生物死亡。波长200295nm,装置:低压灯管,装置:低压灯管n臭氧消毒臭氧消毒 利用臭氧分解产生的原子氧(利用臭氧分解产生的原子氧(强氧化剂强氧化剂)与水中的细菌及其他微生物或有机物作用,使其失活。与水中的细菌及其他微生物或有机物作用,使其失活。n臭氧的发生:臭氧的发生:3O2 2O3 -148kJ/moln臭氧不稳定,需随时制取当场应用臭氧不稳定,需随时制取当场应用n臭氧的加注装置:喷射法臭氧的加注装置:喷射法n臭氧的杀菌作用比氯快臭氧的杀菌作用比氯快1530倍,但成本高倍,但成本高高压放电高压放电或紫外线或紫外线27第27页,此课件共5
17、9页哦水处理的工艺流程水处理的工艺流程 1-原水箱;原水箱;2-输送泵;输送泵;3-反洗泵;反洗泵;4-多介质过滤器;多介质过滤器;5-活性炭过滤器;活性炭过滤器;6-除碱塔;除碱塔;7-脱气塔;脱气塔;8-微滤器;微滤器;9-砂滤器;砂滤器;10-软化器;软化器;11-储水箱储水箱28第28页,此课件共59页哦纯净水生产基本工艺流程纯净水生产基本工艺流程 n原水原水预处理预处理(砂罐过滤(砂罐过滤砂滤棒过滤砂滤棒过滤活性炭过活性炭过滤滤 微孔膜过滤微孔膜过滤 )反渗透反渗透灭菌灭菌产品产品n砂罐过滤砂罐过滤 截留悬浮物和胶体物(分离不溶性杂质)截留悬浮物和胶体物(分离不溶性杂质)阻阻力截留力
18、截留(筛滤筛滤)、重力沉降和接触凝聚。、重力沉降和接触凝聚。n砂滤棒过滤砂滤棒过滤 截留少量有机物及微生物截留少量有机物及微生物n活性炭过滤活性炭过滤 吸附水中的气体、臭味、氯离子、有机物、吸附水中的气体、臭味、氯离子、有机物、细菌及铁与锰等杂质细菌及铁与锰等杂质 n微孔膜过滤微孔膜过滤(精密滤)(精密滤)截留水中的微粒、细菌等截留水中的微粒、细菌等微米级微米级(m)29第29页,此课件共59页哦3 配料配料甜味料甜味料酸味料酸味料香精香料香精香料水溶性香精水溶性香精澄清饮料澄清饮料乳浊香精乳浊香精浑浊型饮料浑浊型饮料着色剂着色剂其他添加剂其他添加剂30第30页,此课件共59页哦4 包装容器与
19、材料包装容器与材料n玻璃瓶玻璃瓶n金属罐金属罐 镀锡薄钢板(马口铁)镀锡薄钢板(马口铁)素铁、涂料铁素铁、涂料铁 镀铬薄钢板镀铬薄钢板 铝材铝材 轻、薄;延展性和拉拔性能好轻、薄;延展性和拉拔性能好两片罐两片罐 罐形:三片罐和两片罐(冲拔拉伸罐)罐形:三片罐和两片罐(冲拔拉伸罐)31第31页,此课件共59页哦n塑料及复合材料塑料及复合材料 PE(聚乙烯)(聚乙烯)LDPE 透明度好、柔软、伸长率大抗冲击耐低透明度好、柔软、伸长率大抗冲击耐低温温 HDPE 耐高温,硬度气密性机械强度好,不透明耐高温,硬度气密性机械强度好,不透明32第32页,此课件共59页哦 PVC(聚氯乙烯)(聚氯乙烯)良好的
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